窗膜设计与选择

1、窗膜设计与选择2007年7月3日2949-威固国际有限公司傅积闿1窗膜的定义装贴于玻璃窗上的聚酯薄膜，它具有改变原有玻璃性能的作用，包括玻璃色调、透光性、透热性（太阳辐射、室内物体辐射）、防紫外性、眩光度、安全性等一种或多种性能2窗膜的种类2.1用途分类从用途上可分为汽车膜（用于汽车玻璃窗）、建筑膜（用于各种建筑物玻璃门窗、幕墙）、电子膜（用于电视手机等显示屏、冰箱电炉等家用电器视窗、各种电子电器设备玻璃窗）。汽车膜：对光学透视效果，尤其是局部光学特性有较高要求。对不同部位车窗的透光率，二次成像、像散/像差、局部缺陷都有严格的国际标准。但对耐久性、大面积均匀性没有很高要求。国际标准质保五年。建

2、筑膜：对耐久性、坚固性、环境耐受性及大面积均匀性有较高要求。国际标准质保十年。对局部光学缺陷要求不高，国际标准规定视觉检查2米以外。电子膜：目前没有国际标准。各生产厂厂标对显示器（液晶屏、等离子屏）窗膜光谱要求较高，对光学反射的局部缺陷有较高要求。2.2功能分类由于主要功能的不同，窗膜又可分为：装饰膜（DecorationFilms）：具有一定色彩或图案，使玻璃具有装饰效果的窗膜。它可由于外窗，也可由于内窗或任何装饰玻璃。私密膜（SecurityFilms）：使外部在相当程度上无法看到室内或内部空间的窗膜。其中包括双向低透明膜片及单向镜窗膜。可用于外窗或内窗及任何需要隔离的空间。太阳隔热膜（S

3、olarControlFilms）：通过反射或吸收将太阳辐射阻隔于窗外的窗膜。从而使进入室内的太阳光与热得到一定的调节。主要用于外窗。绝热膜（InsulatingFilms）：在太阳辐射区（近红外）有高透明度，对室内物体辐射（远红外）有高反射性。从而使阳光热量最大限度进入室内，使室内热量最小程度泄露。用于外窗或需要保温的空间。安全膜（SafetyFilms）：在外力冲击时，提高玻璃强度、降低玻璃飞溅的窗膜。它可用于任何需要提高安全程度的玻璃上。2.3制造工艺分类染色膜（TintedFilms）：通过能使聚酯膜着色的有机染料处理过的窗膜。它可具有不同色彩和透光度，工艺简单、成本低廉。但对红外热具

4、有高穿透性。隔热性能很差。金属反射膜（MetalizedFilms）：具有蒸镀，溅射或一些化学过程处理将薄金属层附着于表面的窗膜。对阳光中的光与热具有均匀反射。可有效调节透光与隔热。具有金属装饰效果。一般呈银白（镀铝、不锈钢）或钛金黑（镀钛、钛合金）反射色。混合膜（HybridFilms）：综合利用染色与金属化工艺制成的窗膜。将染色的低反射与金属化的低吸收特性结合在一起以提高窗膜效率。外染色降低玻璃窗对环境的光污染，内染色提高室内夜视效果。光谱选择窗膜（SpectrumSelectiveFilms）：通过溅射或其他化学沉积过程利用光学干涉原理设计制成的多层镀膜窗膜。对可见光、近红外及远红外具有

5、精细调节控制功能。从而可制成最高光效比（透光率/遮阳系数）太阳隔热膜及低发射（Low-e）绝热膜。从多层膜材料选取与膜系设计不同，光谱选择性窗膜可分为三类：1）高性能材料系：地球上红外热反射最高的材料是金，银，氧化铟。这些材料的适当组合，只需少许几层既可制成最高光效比的窗膜。例如威固的V-KOOL的汽车膜和IQue建筑膜。2）中等性能材料系：氮化钛等一些金属氮化物和氧化物有着较小的红外吸收，较强的红外反射。可以制成中等光效比的窗膜。例如琥珀光学汽车膜。3）有机材料系：利用不同折射率的有机材料也可组成光学干涉膜。但由于他们的折射率过于接近，几百层组合才能达到上述中几层的部分效果。此外，光学干涉原

6、理告诉我们层数越多，红外热反射区越窄。从而不能制成高效的太阳隔热膜。3窗膜的设计3.1色调设计师可能首先会关注窗膜贴到玻璃上呈现的色调。这其中有反射色和透射色。透射色一般要求尽量接近中性色。原因有三：1）保持窗外景色的自然真实；2）保持室内的自然采光；3）保持人眼视力健康。人眼可看到400到780纳米的可见光。敏感峰值在绿光区（550纳米）。人们长期在偏色的环境中生活，会降低人眼的色彩灵敏度。也会使室内植物光合作用受到影响。早期使用的茶膜，蓝色膜，也有各种有色玻璃作为玻璃外窗已越来越不受人欢迎。中性色，或呈现轻微绿色的中性色对人们的生活与健康都是重要的。透光率在70%以上的玻璃窗呈现的是浅色。

7、这时即使略带颜色，对人们视觉也无妨。反射色直接与建筑物外观及夜间室内色调相关。这通常是建筑师的艺术体现。它需要考虑到建筑物整体窗墙组合，色调搭配。也需要考虑建筑物与周围环境的配合。城市中我们看到过蓝色、银白色、金黄色玻璃幕墙建筑。他们有些是染色镀膜玻璃制成，有些是通过贴膜形成的。有色窗膜或高反光窗膜的使用会改变建筑物外观。这在旧建筑整体改造时有着很好的应用。对于个别窗子的贴膜，或整体设计要求不改变现有建筑外观时则应选择中性反射色及低反光窗膜。一般玻璃反光率为8%。20%以上反光表面具有镜面效应。这样的窗膜安装后的玻璃具有金属光泽。镀铝或不锈钢的窗膜呈现银白金属色，镀钛窗膜呈现黑亮金属色。他们都

8、具有相当装饰效果。另外由于单向镜效果，起到保护室内隐私作用。但是，高反光给环境带来光污染，这样的沿街建筑，会影响驾驶人员视线，造成安全隐患；临近对面有其他建筑时，反射的光对他人造成损害。夜间给室内带来不舒适的镜面效应，影响外景夜视效果。因此，高反光窗膜只有在需要特殊装饰效果的设计中采用外，一般来说，于人于己都没有好处。各国环保法对光污染限制规定不一。一般认为，20%以上反光率的窗膜是不被推荐的。设计既具有金属质感，又带有一定色彩，而不产生光污染的玻璃幕墙，可采用镀染混合窗膜，或将金属反射膜装贴到染色玻璃上。威固公司的IQue智能建筑窗膜FG系列是典型的中性色，低反光窗膜。他们适合于保持现有建筑

9、物外观不变的设计中。一般来说，透光率在70%以上，反光率在15%以下的窗膜均可用在此类设计中。3.2采光窗子的目的是采光。但过强的光线形成刺眼眩光，光线过暗给人压抑感。兼顾晴天与阴天室外不同亮度情况，避免眩光应采用70%以下透光率窗膜。创造舒适无压抑感的室内环境窗膜透光率应大于20%。从节省照明用电来看，建筑标准规定立面玻璃透光率应保持在40%以上。玻璃天花透光率应控制在10-30%，也可采用透光率50-70%高光效比窗膜。一般来说，有景观的客厅、要求明亮的办公室、酒店、商店橱窗以及内外一体的流动设计建筑应采用70%以上透光率的窗膜。3.3隔热性能窗子的隔热性能是用遮阳系数来衡量的。他的定义是

10、：阳光透过待测玻璃与透过3mm透明玻璃的热增量之比。太阳辐射中大部分热量可以穿过染色膜或染色玻璃。因此，我们说染色玻璃遮光不隔热。金属反射膜或镀膜玻璃有较好的遮阳隔热效果。但他们是以光线被阻隔为代价的。一般会造成室内采光不足。光谱选择性窗膜在同样透光情况下具有最好的遮阳隔热效果。从创造舒适居家办公环境、节能、采光各方面考虑，采用光效比大于1的窗膜是重要的。目前最好技术高采光（70%以上）窗膜遮阳系数可做到0.5。更好的遮阳要求则必须降低透光率要求。遮阳系数反映的是太阳能的总透入量，其中包括太阳能（可见光和红外热）直接透过，也包括玻璃吸收辐射能，温度提高后的二次发射。他还与室外温度与风速，玻璃窗

11、自身结构相关。也就是说，同样遮阳系数的窗膜使用不同，引起的热增量也不同。所以，通常标志窗膜隔热性能好坏，常用红外阻隔率来衡量。因为可见光透过是由采光设计来决定的。而隔热性能则可看红外阻隔率。目前，高性能窗膜在保持高透光下红外阻隔率可达96%。这其中，红外反射占主要成分的，称为红外反射膜。他们具有较高的隔热效率。市场上也有红外吸收占主要成分的红外吸收膜。他们的效率较低。对于行进中的汽车，这只是个隔热效率问题。用于建筑玻璃，热应力可能造成极大危害。美国建筑标准规定60%以上吸热率的玻璃不得用于建筑门窗。一般应保持40%以下。3.4保温性能寒冷地区外窗保温是建筑节能的重要课题。这时对窗玻璃的要求有两

12、条：阻挡室内物体热量外泄（室温物体热辐射为远红外）；太阳热尽可能透入室内（太阳热辐射为近红外）。这就要求玻璃对近红外（3微米以下）有良好透过能力，对远红外（8-15微米）有高反射性。门窗保温首要的是从结构上保证。例如，隔热断桥窗框，中空玻璃等等。他们是用传热系数（U值或K值）表示的。单层透明玻璃U值在6.0W/m2C左右。加贴窗膜可使其降低到5.0左右。改进结构可降低到2.5。两者结合，尤其是采用低发射（Low-e）镀膜、贴膜或悬膜，U值可降低到2.0以下。在同时需要夏季遮阳，冬季保温地区，则需平衡两者的需求。在中国大部分地区，采用窗膜遮阳，结构保温是恰当的。采用高效光谱选择性窗膜可以兼顾冬夏

13、季的不同需求。3.5安全性能建筑安全标准要求3米以上玻璃幕墙应做夹胶或贴膜处理。以保证在玻璃破碎意外情况下，窗玻璃不至飞溅和落下。这既包括自然灾害，人为损伤，也包括钢化玻璃的自爆。对于幼儿园、学校，儿童房、玻璃浴室等易出现人为冲击玻璃情况的场合，为保证安全加贴安全窗膜（或称防爆膜）是需要的。银行、沿街商铺、底层住宅等防盗要求较高的场合，加贴安全膜也是一种有效措施。凡依照安全玻璃标准J255-2003应用夹胶玻璃，而在建筑时未采用的，均可采用贴膜处理补救。3.6私密性能一些办公场所，会议室，卧房等不希望外面能看到室内活动以保护隐私的场合，加贴私密膜是很好的设计。透光率在10%以下的窗膜都可为此目

14、的采用。有人也称其为暗膜或遮光膜。这时，只要室内照明不是很强，即使晚间外面也看不清室内陈设与人物。大使馆等保密机构需要更好的保密性，但仍希望白天能隐约看到室外动静，这时应采用5%以下透光窗膜。另一种设计是采用单向镜。反光率在40%以上的窗膜具有良好私密性能。一般白天由于天光反射室外人们无法看到室内，但室内人员仍可保持对外视野。然而夜间则情况翻转，由于室内灯光照射，外面人员容易地看到室内情况，而室内无法对室外进行观察。这是对有私密要求的窗子设计是要仔细考虑的。3.7窗膜设计的综合考虑窗膜实际应用和设计中，经常是以上各种因素的综合考虑。比如隔热采光要求一般是一对矛盾体。遮阳系数低于0.4就必须降低

15、采光要求。0.4-0.6之间遮阳，而采光可达50-70%，也即在遮阳与采光平衡最好的是银系光谱选择性窗膜。它是在一定采光要求下隔热最好的窗膜。威固IQue73及最近研制成功的IQueGII53就属这类产品。如需更高的安全性，就需将这种性能优良的镀层符合到更强的片基上。威固CS400/73，CS800/73等均可采用。但有些就是不能统一的。比如私密与采光就不能兼顾。设计时就要考虑使用场合，用户偏好。不考虑采光的私密膜可选比10%更低透光的产品。还需要兼顾采光或隔热的可能就要用金属反射膜。需要兼顾夜视效果的，就要选择镀染混合膜。不需要考虑隔热效果的，就可采用染色膜。这些在市场上可以有很多选择。又例

16、如，遮阳隔热与保温不同地区，不同朝向选取考虑也不同。遮阳必然造成太阳能进入室内减少，不利于冬季取暖。因此，需要兼顾两者应用的情况，就需要选中等遮阳系数的窗膜。高透光的光谱选择性窗膜更是首选。但对于南方地区，建筑外窗以遮阳为主，选择的范围就较宽。总之，窗膜的设计要根据使用的地区，建筑的要求，现有窗玻璃状况，房主的意图各种因素综合考虑。只有对窗膜各种技术指标的深入了解，才能设计出实用的，使客户满意的窗膜设计。4窗膜的选择，有了3中各项要求及相关的设计，就是选择窗膜产品了。这是非专业使用者更难于鉴别的了。一些产品质量人们可以通过感觉来衡量，但也有许多品质是需要时间来考验的。因此，所谓名牌就是长期在市

17、场上建立起来的质量信誉。它包括供应商的销售体系，质量控制标准，施工技术与管理制度等多方面因素决定了客户的窗膜选择。下面我们就一些可以直观感觉的相关品质做一些介绍：4.1清晰度窗膜的整体清晰度直接关系到人们通过玻璃窗观察外面景物的清晰程度。技术上它是用雾翳度（Haze）表示的。目前大部分窗膜可以做到0.2%以下。2%以下的雾度，一般肉眼是感觉不到雾蒙感的。一些质量不好的窗膜雾度超过2%。一般透视可感觉一层薄雾。这样的窗膜视物不清，是不适合作汽车或建筑窗膜的。清晰度还可能受到膜层局部缺陷的影响而造成视物不清。这包括表面波纹，折痕，脏点，环形坑（或称橘皮），胶粒以及安装时产生的气泡、水泡、灰尘形成的

18、像变，像散，二次成像等光学缺陷。这些我们统称为局部清晰度。对局部清晰度国际标准检测是自然光下，人窗距离2米肉眼垂直观测。汽车膜对整体及局部清晰度都有较高要求。建筑膜对整体清晰度更注重。而电子应用上背光源视窗更注重局部清晰度。4.2坚韧度窗膜的厚度并不能作为窗膜质量的标准。标准窗膜厚度是0.038mm。一般拉伸强度为18kg/mm2。加强的供安全用窗膜厚度有0.1，0.2或更厚的窗膜。他们的拉伸强度应高于20kg/mm2。正牌的窗膜会给人坚挺感。而劣质的膜片柔软易起皱。那些过薄柔软的塑料膜施工中很容易破损，起泡。他们多用于包装，并不适用于窗膜。早期的所谓茶纸，太阳纸均属于这类。由于坚韧度不够，贴在玻璃上常常可见不平整，边角翘起。良好的窗膜贴上后与玻璃